揭秘“觀君”黑科技:人工智能輔助空中技巧隊(duì)實(shí)現(xiàn)“雪上飛躍”

“觀君”并非人類,而是小冰公司研發(fā)的人工智能裁判與教練系統(tǒng)

冬奧正在如火如荼的進(jìn)行,運(yùn)動(dòng)員們?cè)谫悎?chǎng)上取得了輝煌成績(jī),也讓背后一個(gè)名叫“觀君“的虛擬教練獲得了關(guān)注。早在,2021年2月,在“相約北京2020/2021賽季全國(guó)自由式滑雪空中技巧邀請(qǐng)賽”(北京冬奧會(huì)測(cè)試賽),觀君獨(dú)立執(zhí)裁了2月17日、2月19日、2月20日三天共八輪比賽,包括個(gè)人預(yù)決賽、超級(jí)決賽、團(tuán)體預(yù)決賽在內(nèi)的全部44人次裁判工作。

執(zhí)賽期間,觀君成功克服了大場(chǎng)景下拍攝目標(biāo)小、現(xiàn)場(chǎng)干擾多、夜間采光不足等困難,在人類歷史上首次實(shí)現(xiàn)了無(wú)人工干預(yù),完全由人工智能裁判完成的全自動(dòng)評(píng)判工作。在嚴(yán)寒環(huán)境下,觀君穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)了每跳次的實(shí)時(shí)計(jì)算評(píng)分,有效保障了冬奧測(cè)試賽順利進(jìn)行,其執(zhí)裁水平也得到了國(guó)際雪聯(lián)、國(guó)家體育總局冬運(yùn)中心的一致認(rèn)可。

“觀君”并非人類,而是小冰公司研發(fā)的人工智能裁判與教練系統(tǒng)。在此次冬奧前,“觀君小冰系統(tǒng)”(Xiaoice-International Athletic Scoring System, X-IASS)作為保密項(xiàng)目,已默默為自由式滑雪空中技巧運(yùn)動(dòng)隊(duì)服務(wù)三年多時(shí)間。觀君小冰系統(tǒng)是人工智能在全球頂級(jí)賽事中全程參與訓(xùn)練,并輔助取得兩金一銀戰(zhàn)績(jī)的首個(gè)案例,具有里程碑意義。

2016年,在北京冬奧組委統(tǒng)籌協(xié)調(diào)下,科技部會(huì)同國(guó)家體育總局、北京市、河北省等有關(guān)部門(mén)和地方制定了“科技冬奧(2022)行動(dòng)計(jì)劃”,圍繞“零排供能、綠色出行、5G共享、智慧觀賽、運(yùn)動(dòng)科技、清潔環(huán)境、安全辦賽、國(guó)際合作”等8個(gè)方面統(tǒng)籌設(shè)計(jì)重點(diǎn)任務(wù)。為了科技助力北京冬奧,輔助隊(duì)伍打破銀牌魔咒,2018年觀君開(kāi)始學(xué)習(xí)并掌握空中技巧項(xiàng)目相關(guān)知識(shí),于2019年加入空中技巧國(guó)家隊(duì),希望通過(guò)人工智能輔助提升自由式滑雪空中技巧項(xiàng)目的訓(xùn)練效率和效果。

要達(dá)到上述目標(biāo),觀君小冰系統(tǒng)得實(shí)現(xiàn)幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):首先是快速評(píng)分,其次是量化動(dòng)作,其三是訓(xùn)練數(shù)據(jù)可追溯與可預(yù)測(cè)。由于空中技巧具有一定危險(xiǎn)性,運(yùn)動(dòng)員每天訓(xùn)練量有限,為提升訓(xùn)練效率,就需要強(qiáng)化運(yùn)動(dòng)員對(duì)高分動(dòng)作的記憶。觀君需要針對(duì)運(yùn)動(dòng)員每一跳,做出專業(yè)判斷,與國(guó)際裁判計(jì)分準(zhǔn)則保持高度一致,嚴(yán)格判別扣分動(dòng)作,并對(duì)起跳、空中、落地三個(gè)階段的全流程動(dòng)作進(jìn)行量化,能夠支持運(yùn)動(dòng)軌跡、身體姿態(tài)、出臺(tái)角度、高遠(yuǎn)度等多維度指標(biāo)分析,才能給教練員提供指導(dǎo)依據(jù)。與此同時(shí),需要能夠?qū)\(yùn)動(dòng)員的每一跳均可追溯,長(zhǎng)期累積數(shù)據(jù),構(gòu)建運(yùn)動(dòng)檔案,用于科學(xué)觀察、預(yù)測(cè)運(yùn)動(dòng)員表現(xiàn)。

僅以動(dòng)作識(shí)別為例,男子運(yùn)動(dòng)員出助滑坡時(shí)速超過(guò)70公里,高度差達(dá)15米,整套動(dòng)作滯空時(shí)間僅2-3秒,最高難度的空中翻轉(zhuǎn)加轉(zhuǎn)體動(dòng)作可達(dá)8圈,夜間運(yùn)動(dòng)員畫(huà)面往往與背景融為一體,觀測(cè)距離遠(yuǎn)達(dá)到25米,再加上零下二三十度的嚴(yán)寒導(dǎo)致高幀率視頻采集設(shè)備難以長(zhǎng)時(shí)間工作,要打造一個(gè)“實(shí)時(shí)評(píng)分、量化動(dòng)作、可追溯與預(yù)測(cè)”的人工智能裁判與教練系統(tǒng),面臨巨大的挑戰(zhàn)。

在去年2月舉行的北京冬奧測(cè)試賽中,觀君還擔(dān)任空技項(xiàng)目的唯一競(jìng)賽裁判,成功完成了個(gè)人預(yù)決賽、超級(jí)決賽、團(tuán)體預(yù)決賽共44人次執(zhí)裁,獲得了國(guó)際雪聯(lián)、國(guó)家體育總局冬運(yùn)中心的一致認(rèn)可,這也是人工智能在全球范圍內(nèi)首次獨(dú)立完成大賽執(zhí)裁任務(wù)。

小冰團(tuán)隊(duì)之所以能夠成功打造出觀君,有兩個(gè)前提。其一是一直持續(xù)投入底層技術(shù)研發(fā),包括自然語(yǔ)言處理、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、計(jì)算機(jī)語(yǔ)音、人工智能創(chuàng)造等技術(shù)棧,來(lái)保持技術(shù)的前瞻性和完整性;其二是與領(lǐng)先的行業(yè)客戶和合作伙伴一起攜手,共同打造出成熟、完整、有價(jià)值的虛擬人落地應(yīng)用。

小冰公司首席執(zhí)行官李笛表示:“很高興觀君能有幸參與書(shū)寫(xiě)冬奧雪上項(xiàng)目的歷史,這是體育產(chǎn)業(yè)邁入人工智能時(shí)代的新一步。小冰將持續(xù)與各行業(yè)客戶和合作伙伴一起,為億萬(wàn)用戶創(chuàng)造出永不疲倦、安全可靠、穩(wěn)定輸出的AI beings。在體育領(lǐng)域,我們計(jì)劃覆蓋從競(jìng)技場(chǎng)內(nèi)的專業(yè)AI教練,到體育資訊主播、賽事場(chǎng)館虛擬員工、校園體育助理、大眾健身教練,乃至運(yùn)動(dòng)品牌AI設(shè)計(jì)師的完整場(chǎng)景?!?/p>

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